李應(yīng)龍

摘 要：以羧甲基纖維素為基材，選取丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、馬來酸酐（MA）為原料，采用氧化還原體系的過硫酸銨-尿素作引發(fā)劑，通過水溶液聚合的方法，制得含有酸酐基團(tuán)和磺酸基團(tuán)的羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）。

關(guān)鍵詞：羧甲基纖維素；接枝共聚；緩蝕劑；阻垢劑

前言

節(jié)約工業(yè)用水最有效的途徑是冷卻水循環(huán)，冷卻水循環(huán)后，補(bǔ)水量將大幅度降低，但循環(huán)之后，因水中鹽類和懸浮物濃縮，水質(zhì)程度不同地被污染，從而導(dǎo)致循環(huán)水結(jié)垢，腐蝕和生物污垢等問題。因此，在循環(huán)水處理中，則需加入緩蝕劑、阻垢劑、分散劑等水處理化學(xué)品。目前，國內(nèi)外工業(yè)冷卻水處理多采用無機(jī)磷/有機(jī)膦化合物配方。由于水體中氮磷含量高易造成水體富營養(yǎng)化，國內(nèi)外都出現(xiàn)對(duì)內(nèi)湖、沿海（赤潮）的危害。因此，出現(xiàn)了世界范圍的禁限磷趨勢，基于這一點(diǎn)，開發(fā)以天然高分子為基材，無毒，無公害，可生物降解，價(jià)位相對(duì)低廉，資源豐富，對(duì)環(huán)境友好的多功能緩蝕阻垢劑是時(shí)勢所趨，勢在必行的。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料

羧甲基纖維素、丙烯酰胺、馬來酸酐，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，過硫酸銨，尿素。

1.2 分析測試

接枝效率是乙烯基單體接枝在羧甲基纖維素上的質(zhì)量占乙烯基單體投料量的百分比。緩蝕性能的測定按《GB/T 18175-2000 水處理劑緩蝕性能的測定 旋轉(zhuǎn)掛片法》測定樣品的緩蝕性能。

1.3 步驟

將試片用濾紙把防銹油脂擦拭干凈，然后分別在丙酮和無水乙醇中用脫脂棉擦洗（每10片試片用不少于50ml上述試劑），置于干凈濾紙上，用濾紙吸干，置于干燥器中4h以上，稱量（精確到0.0002g），保存于干燥器中，待用。按試驗(yàn)要求，配制好水處理劑儲(chǔ)備溶液。儲(chǔ)備溶液濃度一般為運(yùn)轉(zhuǎn)濃度的10倍左右。儲(chǔ)備溶液應(yīng)在當(dāng)天或前一天配制。按試驗(yàn)要求，準(zhǔn)備好試驗(yàn)用水。試驗(yàn)用水可為現(xiàn)場水、按需要配制的水或推薦的標(biāo)準(zhǔn)配制水。在試杯中加入水處理劑儲(chǔ)備溶液，精確到0.002ml，在2000ml試杯中加試驗(yàn)用水到一定體積（溶液總體積按規(guī)定計(jì)算），混勻，即為試液。在試杯外壁與液面同一水平處劃刻線。將試杯置于恒溫水浴中，向各試杯中連續(xù)通入空氣。待試液達(dá)到指定溫度時(shí)，掛入試驗(yàn)用試片，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使試片按一定旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并開始計(jì)時(shí)。試杯不加蓋，令試液自然蒸發(fā)，每隔1h-2h補(bǔ)加蒸餾水一次，使液面保持在刻線處。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到指定值時(shí)，停止試片轉(zhuǎn)動(dòng)，取出試片并進(jìn)行外觀觀察并記錄。將試片用毛刷刷洗干凈，然后在酸洗溶液中浸泡3min-5min，取出，迅速用自來水沖洗后，立即浸入氫氧化鈉溶液中約30s，取出，用蒸餾水沖洗，用撼紙擦拭并吸于，在無水乙醇中浸泡約3min，于干凈濾紙上，用濾紙吸干，置于干燥器中4h以上，稱量（精確到0.0002g）。同時(shí)做試片的酸洗空白試驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度對(duì)聚合物的影響

反應(yīng)溫度對(duì)聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率及接枝效率的影響，如表1所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳反應(yīng)溫度為70℃。

2.2 引發(fā)劑用量對(duì)聚合物的影響

引發(fā)劑用量對(duì)聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率和接枝效率的影響，如表2所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳引發(fā)劑用量為0.2%。

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合物的影響

反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率和接枝效率的影響，如表3所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。

2.4 原料配比對(duì)聚合物的影響

原料配比對(duì)聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率和接枝效率的影響，如表4所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳原料配比為CMC/其它（質(zhì)量比）=2：8。

3 結(jié)束語

通過實(shí)驗(yàn)，確定了最佳工藝條件：引發(fā)劑用量為0.2%，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，原料配比為CMC/其它（質(zhì)量比）=2：8。